一种高熵合金的异步轧制方法技术

本发明专利技术公开了一种高熵合金的异步轧制方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，根据FeCoNiCrMn高熵合金等原子比配料，利用真空电弧熔炼炉制备高熵合金锭；步骤2，将制备的FeCoNiCrMn高熵合金锭进行异步轧制；步骤3，将异步轧制后的高熵合金，进行热处理去除残余应力，在真空加热炉800℃的条件下保温1h，水淬。根据本发明专利技术的一种高熵合金的异步轧制方法，通过合理控制上下辊速，可以对高熵合金的力学性能加以改良。

An Asynchronous Rolling Method for High Entropy Alloys

The invention discloses an asynchronous rolling method for high-entropy alloy, which is implemented in the following steps: step 1, high-entropy alloy ingots are prepared by vacuum arc smelting furnace according to the atomic ratio of FeCoNiCrMn high-entropy alloy; step 2, high-entropy alloy ingots are asynchronously rolled; step 3, high-entropy alloy after asynchronous rolling is heat-treated to remove residual reaction. Force, heat preservation for 1 hour at 800 C in vacuum heating furnace, water quenching. According to the invention, an asynchronous rolling method of high-entropy alloy can improve the mechanical properties of high-entropy alloy by reasonably controlling the upper and lower roll speeds.

【技术实现步骤摘要】
一种高熵合金的异步轧制方法
本专利技术属于材料加工
，具体涉及一种高熵合金的异步轧制方法。
技术介绍
近年来，发现了一类新合金被称为高熵合金(HEAs)，提出于20世纪90年代，高熵合金一般由五种或五种以上的主元素按照等原子比或接近于等原子比的一类合金，它是基于20世纪90年代大块非晶合金的开发的情况下提出的。高熵合金可以结晶成为一种单一的晶体结构，也可以形成含有多种不同晶体结构。尽管高熵合金具有多组元，但是形成的是简单结构的面心立方、体心立方或者面心立方和体心立方的混合。一种解释就是配位熵等于合金中总自由能使五种或更多个元素形成稳定固溶态微观结构。由于异类原子种类众多，高熵合金表现为扩散迟缓和严重晶格畸变等效应，使得高熵合金可能同时具有一种或者多种突出性能，如高强度和韧性、高硬度、耐磨、优越的抗回火软化特性、耐腐蚀、抗高温氧化，这些优越的性能使得高熵合金具有广阔的工业应用前景。剧塑性变形技术，如等通道转角挤压、累积叠轧、高压扭转、异步轧制等,在制备超细晶组织方面很有效，已被应用于多种材料。异步轧制是指两个工作辊表面线速度不相等的一种轧制方法，也称非对称轧制，通常有以下三种形式：(1)上、下轧辊半径不等的非对称轧制；(2)上、下轧辊速度不等的非对称轧制；(3)上下轧辊与金属轧件摩擦系数不等的非对称轧制。由于异步轧制可以实现大压下量轧制，因而也为形变诱导相变细化晶粒机制提供有利条件。因此，异步轧制有利于降低再结晶温度，减少耗能，有利于提高金属轧件的力学性能，以及降低轧制力，提高生产效率。与异步轧制相比，同属于利用剧烈变形而细化晶粒的方法，如等通道变轴挤压、复合加载(压缩加扭转)等，由于本身的局限性，只适用于小尺寸工件的实验室研究，无法进行大尺寸工件大规模化生产。而异步轧制既能细化晶粒，又适合大尺寸工件大规模生产。因此，具有很广的实际应用前景。FeCoNiCrMn高熵合金被发现是一种单相的面心立方(fcc)固溶体。面心立方结构比体心立方结构的原子堆垛密度大，具有较小的晶格扩散系数，因此具有较高的塑性变形能力。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高熵合金的异步轧制方法，能够提高FeCoNiCrMn高熵合金力学性能。本专利技术所采用的技术方案是，一种高熵合金的异步轧制方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，根据FeCoNiCrMn高熵合金等原子比配料，利用真空电弧熔炼炉制备高熵合金锭；步骤2，将制备的FeCoNiCrMn高熵合金锭进行异步轧制；步骤3，将异步轧制后的高熵合金，进行热处理去除残余应力，在真空加热炉800℃的条件下保温1h，水淬。本专利技术的特点还在于，步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，取铁、钴、镍、铬和锰原料粉，用丙酮进行超声清洗；然后使用含有质量分数为5％硝酸的酒精溶液对锰原料粉酸洗；步骤1.2，将清洗后的各原料按照等原子比配料，用真空电弧熔炼炉，在氩气气氛下，熔炼至少5次，最后滴铸成为铸态的板材型FeCoNiCrMn高熵合金。步骤2中，调节轧机的上轧辊速度与下轧辊速度的比例关系为：1:2。步骤2中，调节轧机的上轧辊速度为7.5mm/min，下轧辊速度为：15mm/min。步骤2中，经过异步轧制后的高熵合金的压下量为90％-95％。本专利技术的有益效果是：本专利技术异步轧制方法合理、生产工艺简单、可有效的提高FeCoNiCrMn高熵合金的总体强度，改善其力学性能。采用真空熔炼铸造的方法，通过异步轧制工艺，可以获得性能优越的高熵合金，使其性能满足实际工程领域的要求。形成可实际工业应用的高熵合金及其制备方法。附图说明图1为本专利技术中实施例1与对比例1的室温拉伸对比曲线；图2为本专利技术中实施例1与对比例1的显微硬度对比曲线。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术提供一种高熵合金的异步轧制方法，具体按照以下步骤实施：步骤1，根据FeCoNiCrMn高熵合金等原子比配料，利用真空电弧熔炼炉制备高熵合金锭；步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，取铁、钴、镍、铬和锰原料粉，为了去除原料中的杂质和油脂，用丙酮进行超声清洗，防止原料中的杂质影响高熵合金的性能；然后使用含有质量分数为5％硝酸的酒精溶液对锰原料粉酸洗，锰易于氧化，在熔炼过程中锰易于挥发必须额外补充；步骤1.2，将清洗后的各原料按照等原子比配料，用真空电弧熔炼炉，在氩气气氛下，熔炼至少5次，最后滴铸成为铸态的板材型FeCoNiCrMn高熵合金。步骤2，将制备的FeCoNiCrMn高熵合金锭进行异步轧制，利用上下轧辊的速度不同来实现异步轧制；步骤2中，调节轧机的上轧辊速度与下轧辊速度的比例关系为：1:2。步骤2中，调节轧机的上轧辊速度为7.5mm/min，下轧辊速度为：15mm/min。步骤2中，经过异步轧制后的高熵合金的压下量为90％-95％。步骤3，将异步轧制后的高熵合金封入石英管进行热处理，去除残余应力，在真空加热炉800℃的条件下保温1h，水淬。实施例1步骤1，根据FeCoNiCrMn高熵合金等原子比配料，利用真空电弧熔炼炉制备高熵合金锭；步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，取铁、钴、镍、铬和锰原料粉，为了去除原料中的杂质和油脂，用丙酮进行超声清洗，防止原料中的杂质影响高熵合金的性能；然后使用含有质量分数为5％硝酸的酒精溶液对锰原料粉酸洗，锰易氧化，在熔炼过程中锰易于挥发必须额外补充；步骤1.2，将清洗后的各原料按照等原子比配料，用真空电弧熔炼炉，在氩气气氛下，熔炼至少5次，最后滴铸成为铸态的板材型FeCoNiCrMn高熵合金。步骤2，将制备的FeCoNiCrMn高熵合金锭进行异步轧制，利用上下轧辊的速度不同来实现异步轧制；步骤2中，调节轧机的上轧辊速度为7.5mm/min，下轧辊速度为：15mm/min。步骤2中，经过异步轧制后的高熵合金的压下量为92％。步骤3，将异步轧制后的高熵合金封入石英管进行热处理，去除残余应力，在真空加热炉800℃的条件下保温1h，水淬。对比例本对比例与实施例1的区别为步骤2，本对比例采用普通轧制，轧机的上轧辊速度及下辊速度相同为：7.5mm/min。经过普通轧制的FeCoNiCrMn高熵合金及经过异步轧制的FeCoNiCrMn高熵合金的显微硬度对比如图2，可以看出异步轧制的显微硬度明显比普通轧制要高。普通轧制显微硬度均值HV＝210.2，异步轧制显微硬度均值HV＝256.2。FeCoNiCrMn高熵合金的拉伸试样尺寸40mm×9mm×2mm，普通轧制的FeCoNiCrMn高熵合金和异步轧制的FeCoNiCrMn高熵合金拉伸曲线如图1所示。可以从图中明显看出异步轧制的抗拉强度805Mpa，屈服强度521Mpa，普通轧制的抗拉强度760Mpa,屈服强度416Mpa，同时异步轧制比普通轧制延伸率提升了4％。实施例2步骤1，根据FeCoNiCrMn高熵合金等原子比配料，利用真空电弧熔炼炉制备高熵合金锭；步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，取铁、钴、镍、铬和锰原料粉，为了去除原料中的杂质和油脂，用丙酮进行超声清洗，防止原料中的杂质影响高熵合金的性能；然后使用含有质量分数为5％硝酸的酒精溶液对锰原料粉酸洗，锰易氧化，在熔炼过程中锰易于挥发必须额外补充；步骤1.2，将清洗后的各原料按照等原子比配本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高熵合金的异步轧制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，根据FeCoNiCrMn高熵合金等原子比配料，利用真空电弧熔炼炉制备高熵合金锭；步骤2，将制备的FeCoNiCrMn高熵合金锭进行异步轧制；步骤3，将异步轧制后的高熵合金，进行热处理去除残余应力，在真空加热炉800℃的条件下保温1h，水淬。

【技术特征摘要】
1.一种高熵合金的异步轧制方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，根据FeCoNiCrMn高熵合金等原子比配料，利用真空电弧熔炼炉制备高熵合金锭；步骤2，将制备的FeCoNiCrMn高熵合金锭进行异步轧制；步骤3，将异步轧制后的高熵合金，进行热处理去除残余应力，在真空加热炉800℃的条件下保温1h，水淬。2.根据权利要求1所述的一种高熵合金的异步轧制方法，其特征在于，所述步骤1具体按照以下步骤实施：步骤1.1，取铁、钴、镍、铬和锰原料粉，用丙酮进行超声清洗；然后使用含有质量分数为5％硝酸的酒精溶液对锰原料粉酸洗；步骤1.2...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩振华，任伟宁，梁山，张凯，刘逸馨，杨玉林，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61